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title: "Présentation outils de dessins pour R"
author: "Jerome Guitton"
date: "23/02/2021"
output:
  ioslides_presentation:
  widescreen: true
  
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<style>
    slides > slide {
        width:100%;
        height:100%;
        left:5px;
        top: 5px;
        margin-left:0px;
        margin-top:0px;
    }
</style>

```{r setup, include=FALSE}
knitr::opts_chunk$set(echo = TRUE)
setwd("/home2/jerome/BAS_jerome/39")
rm(list=ls())

library(sf)
library(tidyr)
library(knitr)
library(kableExtra)
library(dplyr)
library(ggplot2)
library(scatterpie)
```

## Présentation arts plastiques et spatialisation (mais surtout arts plastiques)

Téléchargement des données : <A href='donnees.zip'>donnees.zip</A>

Téléchargement de la présentation en pdf : <A href='Art_plast.pdf'>Art_plast.pdf</A>

A décompresser dans votre répertoire de travail

## Boite à outils


* Les librairies 
  + dplyr, tidyr,ggplot2 (Well known one)
  + sf (Simple Features for R)
  + leaflet (pour se la pèter - importance de la forme sur le fond)

* Des données 
  + un fichier csv avec des positions GPS de pêcheurs artisans en guinée
  + un shapefile des pays
  + un shapefile d'une grille régulière (rectangles statistiques)


## Les données

### Des points, le fichier points.csv



```{r }



gps.df<-read.csv2("points.csv")


head(gps.df) %>% kable("html") %>%  
  kable_styling(font_size = 14,full_width = F)%>% 
  kable_minimal() %>% 
  row_spec(0, font_size=9)




```
## Les données

Des points, le dataframe devient un objet sf ---> st_as_sf


```{r }

gps <- st_as_sf(gps.df, coords = c("longitude", "latitude"), crs = 4326)

g1<-ggplot(gps) + geom_sf()



```
<img src="g1.png">

## Les données

Des shapefiles : des données dans un contexte spatial 

  1 - world_borders.shp (et dbf associés)



```{r }


world<-st_read('world_borders.shp',crs=4326)

world.gg<-ggplot(world) + geom_sf()


```
<img src="world.png">

## Pourquoi du sf

* un objet spatial est plus qu'un data frame
* ce plus, c'est qu'on y associe un système de coordonnées 
  + les x y sont ils en mètres, en degrées
  + le x0,y0 est ce le 12 rue de la perrière, La chappelle-Launay 44260 ou le 0,0 de Null Island (cf wikipedia)

Cela permet de mettre ensemble des données spatiales décrites en degré depuis Bastia ou en mètre depuis Ajaccio

Le code CRS (n° de la projection) : https://epsg.org/search/by-name


## En fait un objet spatial qu'est ce que c'est 

<div style="float: left; width: 50%;">
+ Des données attributaires qui vont caractériser chaque éléments de mon dessin (contenues dans le .dbf associé)



```{r }


head(as.data.frame(world)) %>% 
  kable("html") %>%  
  kable_styling(font_size = 14,full_width = F)%>% 
  kable_minimal() %>%  row_spec(0, font_size=9)


```
</div>
<div style="float: right; width: 50%;">
+ Un fichier de dessin (shapefile) dans un système de coordonnées

```{r message=FALSE,warning=FALSE,fig.height = 3, fig.width = 5}

world %>% 
  st_crop(xmin = -8, ymin = 47, xmax = 0, ymax = 52) %>% 
  ggplot() + geom_sf()


```
</div>


## Des attributs une valeur associée à chaque portion de mon dessin  --> contenu dans le fichier .dbf


```{r }

world  %>% ggplot() + geom_sf(aes(fill=POP_CNTRY)) ->world.gg2



```
<img src="world2.png">




## Les données

### Des shapefile : des données dans un contexte spatial 2 - grille.shp  (et dbf associés)



```{r }


grille<-st_read('grille.shp',crs=4326)

ggplot(grille) + geom_sf()



```

## Ce que l'on va faire 1


 * Lire le fichier CSV (read.csv2)
 * Transformer les points en objet sf (st_as_sf - système de coordonnées 4326)
 * Lire le fichier world_borders.shp (st_read - système de coordonnées 4326)
 * Faire une carte avec les points et un fond de carte - world_borders (st_crop + st_buffer + geom_sf) 

```{r message=FALSE,warning=FALSE}

bb<-st_bbox(st_buffer(gps,0.2))

st_crop(world,xmin=bb$xmin[[1]],ymin=bb$ymin[[1]],xmax=bb$xmax[[1]],ymax=bb$ymax[[1]]) ->fond


g2<-ggplot(gps) + 
  geom_sf(color='red',cex=0.2)+geom_sf(data=fond)

#ggplot(points) + geom_sf(color='red',cex=0.2)+geom_sf(data=fond)+facet_grid(~code_engin)


```
<img src="g2.png">


## Ce que l'on va faire 2


 * Lire le fichier grille (shapefile grille.shp et dbf associé - st_read) 
 * Compter le nombre de points dans chaque éléments de ma grille (st_join)
 * Faire une carte avec les nombre de points par carrés statistiques (geom_sf)

```{r message=FALSE,warning=FALSE}


grille %>% st_join(gps,join = st_intersects,left=FALSE)  %>% 
  group_by(code_engin,id) %>% 
  dplyr::summarize(npoints=n())->grille_points

g3<-ggplot(grille_points)+
  geom_sf(aes(fill=npoints),lwd = 0)+
  geom_sf(data=gps,cex=0.1)+facet_grid(~code_engin)



```
<img src="g3.png">



##  Ce que l'on va faire 3


Je veux des ronds proportionnels Mdame !! (st_centroid + parametre size)
 
```{r message=FALSE,warning=FALSE}

grille_points %>% mutate(centre=st_centroid(geometry)) %>% 
  ggplot()+geom_sf(aes(geometry=centre,size=npoints,col='red'))+
  geom_sf(data=fond)+facet_grid(~code_engin)

```

## Ce que l'on va faire 4

 * Je veux des du St Nectaire maintenant !! 
 + pour un camembert, il faut un dataframe avec les latitude et longitude du centre de mon camembert (=au centre de ma grille --> st_centroid) et pour obtenir st_x
 + il faut mettre les éléments de mon camembert en colonnes puisque je veux mettre les parts de chaque engins dans mon camembert (pivot_wider)
 + en mettant les engins en colonne, je me retrouve avec des NA pour certains engins qui ne sont pas présents dans les rectangles statistiques, je vais remplacer ces na par des 0 (replace_na)
 + Je vais creer une colonne avec le total des présences des 2 engins 
 
```{r message=FALSE,warning=FALSE}

grille_points %>% 
  mutate(longi=st_coordinates(st_centroid(geometry))[,1],lati=st_coordinates(st_centroid(geometry))[,2]) %>% 
  st_drop_geometry() %>% 
  pivot_wider(names_from=code_engin,values_from=npoints) %>% 
  replace_na(list(FMCy = 0,FMD=0)) %>% 
  mutate(total=FMCy+FMD)->grille_cam

grille_cam %>% kable("html") %>%
  kable_styling(font_size = 14,full_width = F) %>% 
  kable_minimal()
```

## Ce que l'on va faire 4

 * enfin je fais la carte (geom_scatterpie)


```{r }

cam<-ggplot()+geom_sf(data=fond)+
  geom_scatterpie(aes(x=longi,y=lati,group=id,r=total/200000),data=grille_cam,cols=c('FMCy','FMD'))+
   geom_scatterpie_legend(grille_cam$total/200000, x=-13.5, y=9.1)

cam
```


## Rappels

<div style="float: left; width: 50%;">

La liste des fonctions et packages

* <B>sf </B>
  + <U>st_read</U> : Lecture d'un fichier spatial (shapefile, postgis, mapinfo ....)
  + <U>st_as_sf</U> : Convertir un objet (dataframe par exemple) en objet sf, objet spatial.
  + <U>st_crop</U> : Découper un objet spatial selon une emprise
  + <U>st_centroid</U> : Renvoyer le centre d'un polygone
  + <U>st_join </U>: Faire une jointure spatiale, sur la base d'une interaction de 2 objets dans l'espace
* <B>ggplot2 </B>
  + <U>geom_sf</U> : Affiche un objet sf 
* <B>scatterpie </B>
  + <U>geom_scatterpie</U> : affiche des camemberts aux coordonnées x et y en utilisant un vecteur de colonne pour les parts de camemberts

</div>
<div style="float: right; width: 50%;">

<img src="g3.png">
```{r message=FALSE,warning=FALSE,fig.height = 3, fig.width = 5}



cam


```
</div>


## Extensions leaflet

<div style="float: left; width: 50%;">

```{r echo=TRUE,eval=FALSE}
library(leaflet)
leaflet(grille_points) %>% 
  addProviderTiles("CartoDB.Positron") %>% 
  addPolygons(color = "black",
  fillColor = ~colorQuantile("YlOrRd", npoints)(npoints))


```

</div>
<div style="float: right; width: 50%;">


```{r echo=FALSE,message=FALSE,warning=FALSE}
library(leaflet)
leaflet(grille_points) %>% 
  addProviderTiles("CartoDB.Positron") %>% 
  addPolygons(color = NA,
  fillColor = ~colorQuantile("YlOrRd", npoints)(npoints))


```
</div>


## Extensions leaflet

<div style="float: left; width: 50%;">


  
```{r echo=TRUE,eval=FALSE}
library(leaflet)
leaflet(grille_cam) %>% 
  addProviderTiles("CartoDB.Positron") %>% 
  addCircles(lng = ~longi, lat = ~lati, weight = 1,
  radius = ~sqrt(total) * 30, 
  popup = paste('Le nombre de position est ',grille_cam$total))


```

</div>
<div style="float: right; width: 50%;">


```{r echo=FALSE,message=FALSE,warning=FALSE}
library(leaflet)
leaflet(grille_cam) %>% 
  addProviderTiles("CartoDB.Positron") %>% 
  addCircles(lng = ~longi, lat = ~lati, weight = 1,radius = ~sqrt(total) * 30, 
             popup = paste('Le nombre de position est ',grille_cam$total))


```
</div>

## Extensions leaflet.extra2

<div style="float: left; width: 50%;">


  
```{r echo=TRUE,eval=FALSE}
library(leaflet.extras2)
library(geojsonsf)

gps$date_heure2<-as.POSIXct(gps$date_heure)


gps %>% filter(no_trajet==1175) -> gps.1175

leaflet(gps.1175) %>% 
  addProviderTiles("CartoDB.Positron") %>%  
  addCircleMarkers(radius = 0.1) %>%
  addTiles() %>%addTimeslider(data = gps.1175,
  options = timesliderOptions(position = "topright",
  timeAttribute = "date_heure2",range = TRUE,alwaysShowDate=TRUE)) %>%
  setView(-13.5, 9.3, 11) 

```

</div>
<div style="float: right; width: 50%;">


```{r echo=FALSE,message=FALSE,warning=FALSE}
library(leaflet.extras2)
library(geojsonsf)

gps$date_heure2<-as.POSIXct(gps$date_heure)


gps %>% filter(no_trajet==1175) -> gps.1175

leaflet(gps.1175) %>% 
  addProviderTiles("CartoDB.Positron") %>%  addCircleMarkers(radius = 0.1) %>%
  addTiles() %>%
  addTimeslider(data = gps.1175,
  options = timesliderOptions(position = "topright",timeAttribute = "date_heure2",range = TRUE,alwaysShowDate=TRUE)) %>%
  setView(-13.5, 9.3, 11) 


```
</div>